Современные понятия пространства, времени и ограниченность преобразований лоренца
Информация - Математика и статистика
Другие материалы по предмету Математика и статистика
й волной за 1/299 792 458 секунды. При таком определении метра значение скорости света принято за величину, не подлежащую уточнению, т.е. оно точно равно 299 792 458 м/с.
Таким образом, секунда это есть продолжительность определенного числа периодов излучения цезия-133, а метр определенное расстояние, проходимое электромагнитной волной. Но для определения метра ничто не запрещает использовать то же электромагнитное излучение, что и для определения секунды. Поэтому для упрощения рассуждений в дальнейшем используем излучение, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
Из двух действующих определений метра, секунды и принятого выше соглашения нетрудно составить равноценные пропорции. Так, из определения секунды получается, что длина волны вышеупомянутого излучения цезия-133 равна
м, (1)
а метр, соответственно, будет иметь длину
. (2)
Вот мы и пришли к выводу, что один метр равен 30,66331899 длин волн излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133, что аналогично определению метра, данному XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. Если же мы возьмем другой источник излучения, то получим другое число. А цезий-133 выбран из тех соображений, что его частота очень стабильна.
Теперь нелишне рассказать и об авторском представлении времени. Но сначала нужно напомнить одно крылатое выражение, чаще всего используемое в среде бизнесменов: “время деньги”. Так вот деньги в обществе играют роль всеобщего эквивалента, посредством которого идёт обмен товарами и услугами. А вложенные в дело деньги со временем приносят прибыль, т.е. новые деньги. Отсюда и вышеуказанная поговорка.
Но, наверное, мало кто из современных физиков (а из бизнесменов тем более) обращал внимания на то, что между деньгами и временем есть и другая связь, основанная на аналогии использования. Как ни странно, об этом были лучше осведомлены древние философы, чем мы теперь. Да еще автор работ [6, 7], предложивший измерять время в единицах массы (килограммами, граммами, фунтами, унциями и т.п.).
И вот теперь я даю авторское определение времени: время это некоторый универсальный эквивалент, с помощью которого производится сопоставление (сравнение) скорости протекания различных процессов. Вне этих процессов понятие времени бессмысленно [8]. В одних случаях в качестве эквивалента используют год, в других месяц, в третьих час, в четвертых минуту, а в физике в международной системе единиц СИ секунду. Если и это неудобно (для быстропеременных процессов, например), то для сравнения процессов пользуются миллисекундой, микросекундой или еще более мелким отрезком времени как части стандартного эквивалента.
Поскольку процессы не могут протекать иначе, как путём изменения положения (перемещения, перетекания с места на место) некоторой массы (энергии), то переход от искусственного параметра (времени) к естественному (массе) с учётом его минимально возможного значения (квантования) представляется не только безумной (по впечатлению), но и своевременной (по необходимости) идеей конца ХХ века, которую и выразил автор работы [6, 7]. Этим самым он как бы снова поставил понятие времени в свои рамки, за пределы которых оно в XX столетии вышло, превратившись во все, что угодно, кроме эквивалента для сравнения скорости протекания различных процессов. За пределами же этих рамок были созданы и СТО, и ОТО, и другие теории. А в некоторых теориях авторы дошли до того, что начали овеществлять время и даже придумали частицу времени хронон.
С позиций нового (или восстановленного древнего) определения времени теряют право на жизнь преобразования Лоренца и ставшая уже привычной четырехмерная размерность пространства-времени, о чем будет показано ниже. На смену им приходят новые преобразования и полностью симметричное шестимерное пространство-время (хотя дискретное понятие мерности тоже не совсем правильное, поскольку от макромира и до квантового уровня пространство-время непрерывно и деформируемо).
2. Преобразование координат фронта световой волны
Рис. 1. К анализу преобразований Лоренца
Рассмотрим две инерциальные системы отсчета и с параллельными друг другу одноименными осями, причем вторая система движется относительно первой со скоростью вдоль оси так, что их начала и в некоторый момент, который принимается за начало отсчета, совпадают. Пусть в этот момент из точки начинает излучаться свет определенной частоты. Через время по часам наблюдателя, находящегося в точке , точка переместится на расстояние , а фронт световой волны достигнет точек (рис. 1).
Очевидно, что по масштабам пространства и времени наблюдателя, находящегося в точке , свет распространяется во всех направлениях с одинаковой скоростью , а потому вышеуказанные точки будут лежать на поверхности сферы, и будет выполняться равенство (см. рис. 1):
. (3)
Очевидно также, что каждая точка на пути следования источника света , соответствующая излучению очередной волны света, будет центром каждой следующей по уменьшению радиуса сферы, связанной с гребнем этой волны. Эти точки будут находиться на одинаковом расстоянии друг от друга, поскольку скорость движения источника постоянна. Таким образом, через время общая картина гребней волн света с позиций наблюдателя, находящегося в точке , будет выглядеть так, как показано на рис. 1.
Образуем треугольник так, чтобы точка располагалась в произвольном месте фронта световой ?/p>